VARIACIONES DE LOS NIVELES FREÁTICOS Y SU RELACIÓN

VARIACIONES DE LOS NIVELES FREÁTICOS Y SU RELACIÓN CON EL AGUA
SUPERFICIAL EN LA PLATA ( PROVINCIA DE BUENOS AIRES)
Marta Deluchi*, Kruse Eduardo**, Laurencena Patricia*, Carol Eleonora* y Rojo Adolfo*
* Calle 64 Nº3 (e/ 119 y 120) Lab.14 [email protected]
** Paseo del Bosque S/N, La Plata [email protected]
Resumen
En el presente trabajo se analizan las variaciones areales y temporales de la relación aguas
superficiales – aguas subterráneas en la zona de influencia de la ciudad de La Plata
(Provincia de Buenos Aires), cuenca del Arroyo del Gato. El monitoreo periódico de niveles
freáticos entre los años 2000 y 2004 ha permitido reconocer las características de dichas
variaciones a partir de la interpretación de perfiles transversales. A su vez se efectúa un
análisis comparativo con la serie de las precipitaciones. Como consecuencia de la
profundización del agua subterránea producto de la intensa explotación del recurso hídrico
subterráneo en la región, se modifica la condición natural de la relación entre aguas
superficiales y aguas subterráneas. En la cuenca alta, donde los niveles freáticos varían
entre una profundidad de 5 a 10 m bajo boca de pozo, se destaca el carácter
manifiestamente influente del curso superficial con respecto a la capa freática. En la cuenca
media la capa freática se profundiza, incrementándose los gradientes hídricos entre el
arroyo y la superficie freática, correspondiendo este sector con la zona de mayor influencia
del cono de depresión generado por la explotación. En la cuenca baja, que se corresponde
con la planicie costera, el curso se encuentra canalizado y la superficie freática se encuentra
aflorante en el canal. En el lapso que se han realizado las mediciones, si bien se reconocen
variaciones significativas en los niveles freáticos no cambia el carácter de la relación aguas
superficiales – aguas subterráneas.
Palabras claves: monitoreo, agua superficial- agua subterránea, arroyo del Gato,
Abstract
In this work the areal and temporal variations of the surface water and groundwater in the
influence zone of the La Plata city are analyzed. The water table monitoring between 2000
and 2004 has allowed recognizing the characteristics of these variations from the
interpretation of cross-sectional profiles. A comparative analysis with the precipitation series
was made. As a result of the deepening of the ground water product to the exploitation of the
ground water in the region modifies the natural condition of the relation between surface
water and ground water. In the high river basin, where the water table varies between depths
of 5 to 10 m, the influent character of the surface waster with respect to the water table
stands out manifestly. In the media river basin the water table is deepened, being increased
the hydric gradients between the stream and the water table; this sector coincides with the
zone of greater influence of the depression cones generated by the exploitation. In the low
river basin, which corresponds with the coastal plain, the course is canalized and the water
table outcrops in the channel. In the period that has been made the measurements, although
significant variations in the water table are recognized does not change to the character of
the relation surface water - ground water.
Keywords: monitoring, surface water – groundwater, Del Gato Creek.
INTRODUCCION
En la zona de La Plata el ciclo hidrológico presenta cambios con respecto a las
condiciones naturales como consecuencia del desarrollo urbano. La impermeabilización de
la superficie del terreno ha producido un incremento significativo en los excesos de agua
que se traducen en aceleración del escurrimiento superficial, aumento en la magnitud de los
caudales y disminución en las posibilidades de infiltración a partir del agua meteórica. A su
vez disminuye la disponibilidad de agua en el suelo para alimentar a la evapotranspiración
real (Kruse et al, 2004).
Los vertidos industriales, pluviales y domiciliarios
han modificado el
comportamiento químico del agua superficial mostrando irregularidades a lo largo de su
recorrido, presentando el agua freática la influencia de dichas características. (Kruse et al,
2003).
La relación agua superficial-agua subterránea, en el arroyo del Gato (principal curso
que drena el área), de acuerdo a estudios preliminares (Varela et al, 2002) ha determinado,
para la cuenca alta y media, un carácter influente del mismo con respecto a las aguas
subterráneas, siendo ésta otra modificación a la situación natural original, lo cual debe
relacionarse con la intensa explotación del recurso hídrico subterráneo en la región (Auge,
1995).
En este trabajo a partir del monitoreo periódico de niveles freáticos se analizan las
variaciones areales y temporales de la interrelación aguas superficiales – aguas
subterráneas en la zona de influencia del área urbanizada de la ciudad de La Plata, con
especial referencia al área de drenaje del arroyo mencionado (Figura 1).
CARACTERISTICAS GENERALES
El área de estudio se caracteriza por su homogeneidad climática (precipitación
media anual período 1909 -2004: 1011mm), con una alternancia de períodos secos y
húmedos bien definidos. La estación más lluviosa es el otoño con el 28% de la precipitación
y la de menor aporte pluvial es el invierno con el 18%. La temperatura media anual es de
16ºC, reconociéndose que entre 1988 y 2002 el valor medio tuvo un incremento de 1º C.
La evapotranspiración real obtenida a partir del balance hídrico a nivel del suelo
(Thornthwaite y Matter, 1955) se estima en 783 mm/año.
La cuenca del Arroyo del Gato se desarrolla en un ambiente llano presentando dos
tributarios sobre su margen derecha, el arroyo Perez y el arroyo Regimiento, que se
encuentran entubados en el tramo que atraviesa el ejido urbano. El curso principal desagua
en el Río de La Plata mediante una canalización presente en el área con mayores
dificultades de drenaje.
Geomorfológicamente la cuenca superior y media comprende a la denominada
Zona Interior, con cotas que varían entre 5 y 25 msnm y la inferior se ubica en la Planicie
Costera (Fidalgo y Martínez, 1983), donde el arroyo está canalizado y las cotas son
menores a 5 msnm. De acuerdo a Giménez et al (1992) ambas zonas se relacionan con un
área de influencia continental y con un área de influencia estuárica respectivamente.
La Zona Interior presenta una cubierta sedimentaria de edad principalmente
Pleistocena correspondiente a los Sedimentos Pampeanos (Fidalgo, 1975) conformados
por limos arcillo-arenosos y arcillas limo-arenosas, incluyendo en su composición cuarzo,
feldespato, trazas vítreas y carbonatos. En la Planicie Costera, la topografía es plana a
plano-cóncava, conformando un ambiente mal drenado y cenagoso, existiendo en superficie
sedimentos Postpampeanos marinos de edad Holocena, integrados por limos arcillosos.
La configuración del sistema de aguas subterráneas responde al esquema clásico
propuesto para el noreste bonaerense (EASNE, 1972). Para el presente análisis adquieren
mayor
Figura 1 – Ubicación del área de estudio
importancia los términos superiores de la secuencia sedimentaria del subsuelo que incluyen
a las Arenas Puelches, Sedimentos Pampeanos y Sedimentos Postpampeanos. Las
características hidrogeológicas reconocidas permiten establecer la existencia de un único
sistema hídrico subterráneo siendo posible considerar que el agua en las unidades
mencionadas presenta una continuidad hidráulica, a pesar que la permeabilidad presenta
variaciones verticales. Las Arenas Puelches constituyen el nivel más profundo y yacen a
partir de los 45 m. aproximadamente. Poseen un carácter semiconfinado, y están
compuestas por arenas cuarzosas de 20 a 30 m de espesor promedio (Auge 1995). Estas
arenas representan a una de las fuentes primarias de abastecimiento de agua potable a la
ciudad de La Plata siendo además las principales proveedoras de los requerimientos
industriales y de riego. Por encima se ubica otro nivel acuífero que representa a los
sedimentos Pampeanos. Su espesor no supera los 45 m y contiene a la capa freática.
En condiciones naturales la recarga de la capa freática es autóctona directa, de
origen meteórica y sujeta a las variaciones de los excesos de agua en el balance hidrológico
Las Arenas Puelches, cuya recarga se produce en forma indirecta a través de la unidad
suprayacente, están sometida a una sobreexplotación lo cual ha generado un descenso de
la superficie piezométrica con la formación de un cono de depresión de magnitud. Dada la
vinculación hidráulica existente esta profundización de niveles también afecta a la capa
freática.
INFORMACIÓN UTILIZADA
Para la obtención de información sobre las variaciones de los niveles freáticos y aguas
superficiales se trabajó sobre la base de los registros de una red de monitoreo compuesta
por 37 pozos de medición de la capa freática y 16 de agua superficial. El acotamiento de las
bocas de pozos y los datos de profundidades de niveles de la capa freática de diferentes
años permitió la realización de mapas isofreáticos seriados y perfiles de flujo en distintas
secciones del arroyo para reconocer su evolución. El análisis de los datos de precipitaciones
se basó en los registros de La Plata. Se consideró la información anual para el período
1909-2004 y mensual para el período censado, desde el año 2002 al 2004. La operación de
la red de monitoreo también incluye la extracción de muestras de agua superficial y
subterránea, que son analizadas por el Laboratorio de Ingeniería Sanitaria del Departamento
de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería, dependiente de la UN.L.P.
CARACTERISTICAS DE FLUJO EN LA CAPA FREATICA
La Figura 2 representa el mapa isofreático en las proximidades del Ao. Del Gato.
Figura 2 – Mapa isofreático (Julio – 2004)
Figura 2 – Mapa Equipotencial. Julio 2004
El mapa muestra que en la cuenca superior y media, el agua superficial alimenta a
la capa freática. En la zona de cabeceras de la cuenca, los niveles freáticos se ubican a una
cota de 12 msnm, siendo la cota del pelo de agua en este sector para los dos cursos
medidos de 17 msnm y 19 msnm. En el sector medio las alturas varían entre 6 msnm y 10
msnm. La altura del pelo de agua es algo superior a 10 msnm.
Las menores alturas se registran sobre la margen derecha del arroyo, en el área
adyacente al casco urbano, alcanzando valores mínimos de – 6 mbnm.
Se observa un apretamiento de las curvas en la zona próxima al cauce del arroyo,
que se hace más evidente en la cuenca media, con los mayores gradientes hídricos en la
margen derecha, alcanzando valores del orden de 10 m/km. Las curvas en el área de
mayor urbanización tienen una tendencia a la distribución concéntrica, con la presencia de
niveles por debajo de la cota cero. Los filetes de flujo son divergentes a partir del arroyo,
indicando el comportamiento influente del mismo sobre la capa freática.
VARIACIONES DE NIVELES FREÁTICOS
Se ha efectuado el análisis de variación de niveles freáticos en base a tres sectores
transversales al arroyo del Gato que se corresponden con los perfiles A-B, C- D y E-F
(Figura 1).
El régimen actual del arroyo se caracteriza por presentar importantes crecidas de corta
duración (1 ó 2 días), favorecidas por el rápido escurrimiento superficial desde la zona
urbana (Kruse et al, 2004). Luego del paso de las crecidas el nivel de agua superficial se
mantiene en valores relativamente constantes ya que es producto de la alimentación de
efluentes pluviales, industriales, etc.
El perfil A-B (figura 3) está ubicado en una zona subrural, próximo a la divisoria de la
cuenca, en cabeceras, caracterizada por presentar un uso del suelo destinado a
producciones intensivas concentradas principalmente en la horticultura y la floricultura y en
menor escala avicultura, granja, etc.
Para el período analizado las alturas máximas se han registrado en el censo de noviembre
de 2002, con posiciones comprendidas entre 11 msnm y 15 msnm. Durante este año las
variaciones entre febrero y noviembre alcanzaron los 3 metros. Para julio de 2004 los
niveles descendieron a valores que se encuentran entre 6 msnm y 11 msnm .
Perfil A-B
nivel freático (m)
20
Nov-02
Jul-04
15
10
5
0
A30
Aª
A4
A29
A3
Aª
A1
pozos
Figura 3 – Perfil en zona subrural
El perfil C-D (figura 4) se localiza en la cuenca media, en un área suburbana, donde hay
sectores con “asentamientos” y carencia de redes de servicios o bajo nivel de provisión de
los mismos. La actividad industrial se concentra principalmente en este sector de la cuenca.
Los niveles freáticos presentan los registros más altos en noviembre de 2002 con valores
entre 7msnm y 8 msnm y los más bajos en julio de 2004 con valores entre 4 y 5 msnm.
Perfil C-D
nivel freático (m)
20
Nov-02
Jul-04
15
10
5
0
A26
A20
pozos
Aª
A19
Figura 4 – Perfil en zona suburbana
El perfil E-F (figura 5) se halla en una región urbana, adyacente al casco de la ciudad, donde
prevalecen las actividades comercial y de servicios.
Las mediciones de los niveles freáticos efectuadas muestran valores negativos con
respecto al 0 del nivel del mar hacia la margen derecha del curso, con los registros más
bajos en julio de 2004, que oscilan entre -0.10 mbnm y –2.55 mbnm . Los niveles más altos,
como ocurre en las secciones anteriores, son alcanzados en noviembre de 2002 con valores
comprendidos entre 0.5 y 2.5 msnm.
Perfil E-F
20
Nov-02
Jul-04
nivel freático (m)
15
10
5
0
-5
A24
A16
pozos
Aª
A35
Figura 5 – Perfil en zona urbana
En los tres perfiles considerados, a pesar de las fluctuaciones en los niveles freáticos,
puede observarse que se mantiene el carácter influente del arroyo con respecto al agua
subterránea durante todo el período estudiado. La relación aguas superficiales – aguas
subterráneas se produce con un gradiente elevado que se pone de manifiesto en las
proximidades del cauce.
RELACION NIVELES FREÁTICOS Y PRECIPITACIONES
A lo largo del registro anual de precipitaciones (1909-2004) se aprecia, que a partir del año
2000 comienza un ciclo de lluvias por encima de la media (1011mm), alcanzando 1333 mm
en el año 2000, 1305 mm en 2001 y un máximo de 1619 mm en 2002.
Precipitaciones anuales y media móvil - La Plata (1909 - 2004)
2500
mm/año
2000
1500
1000
500
0
1913
1918
1923
1928
1933
1938
1943
1948
1953
1958
1963
1968
1973
1978
1983
1988
1993
1998
2003
Figura 6 – Precipitaciones anuales y medias móviles (3 años)
Si se consideran las medias móviles cada 3 años (Figura 6), este lapso (2000-2002) con
1419 mm/año es el segundo en importancia luego del período 1912-14 con un registro de
1478 mm/año. En el año 2003 las precipitaciones disminuyen a 1058 mm y en 2004 el valor
de 929 mm se encuentra por debajo de la media.
Con respecto a las variaciones de los niveles freáticos en las tres secciones del arroyo, las
mismas responden concordantemente con las oscilaciones de las lluvias. En forma general,
durante el año 2002 los niveles freáticos se encuentran más cercanos a la superficie,
durante el año 2003 los mismos descienden y en el 2004 se registran los valores más
profundos.
En el año 2002 el nivel freático medido en febrero es respuesta al pico de precipitaciones
ocurrido en enero, que alcanzó un valor de 287 mm. Las mediciones realizadas en
noviembre indican niveles más altos, los cuales se vinculan a un período antecedente con
excesos hídricos y baja evapotranspiración. La diferencia en los niveles freáticos entre estos
meses llegó a superar los 2 m.
Durante 2003, como ya se mencionara, las precipitaciones disminuyeron con respecto al
año anterior. Las mediciones de los niveles freáticos efectuadas muestran una
profundización. En el año 2004 existe una disminución anual de las precipitaciones de 129,2
mm con respecto al año 2003. El menor registro de lluvias se pone en evidencia en la
variación de los niveles freáticos con la continuidad en el descenso de los mismos.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
En condiciones naturales, los ríos y arroyos del Noreste de la Provincia de Buenos Aires son
efluentes con relación a la capa freática. Tal es el caso verificado en la cuenca vecina del
Ao. El Pescado, donde no existen explotaciones intensivas del sistema hídrico subterráneo.
Por otra parte en condiciones naturales las variaciones de los niveles freáticos están
directamente relacionadas con las variaciones en las precipitaciones y excesos de agua
(Laurencena et al 2002).
En la cuenca del Ao del Gato como consecuencia de la intensa explotación que se produce
del nivel acuífero Puelche se ha modificado la relación natural entre el agua superficial y el
agua subterránea. Dada la vinculación hidráulica existente la profundización de niveles
piezométricos del Puelche también afecta a la capa freática. Se destaca así para las
condiciones actuales en la cuenca alta y media, el carácter influente del curso con respecto
a la capa freática.
El análisis de las variaciones de los niveles freáticos ha permitido verificar que la inversión
es localizada y restringida a los sectores próximos al curso superficial, con gradientes
hídricos altos con respecto a la zona circundante. Dada la baja permeabilidad de los
sedimentos de la planicie aluvial, el gradiente hídrico y la carga hidráulica del arroyo se
puede deducir que el aporte desde el curso de agua hacia la capa freática no es
significativo y menor al flujo subterráneo que escurre lateralmente hacia el cono de
depresión generado por la explotación.
A su vez se reconoce que en el período 2000 – 2004 no se produjo una expansión
manifiesta de dichos conos de depresión, que se han mantenido en términos regionales
relativamente estables.
Las altas precipitaciones registradas entre 2000 y 2002, con un máximo en el último año se
manifiestan en un importante ascenso de los niveles, mientras que las menores
precipitaciones de 2003 y 2004 producen una profundización de la capa freática. Las
diferencias observadas en los distintos perfiles descriptos permiten definir que las
oscilaciones más pronunciadas (2-3 m) se generan en cabeceras disminuyendo hacia los
sectores medios (1-2 m).
En estas condiciones se reconoce que la posición de los niveles freáticos, dada la
estabilidad citada, están supeditadas a las variaciones en las precipitaciones y en los
excesos de agua, siendo la infiltración el principal factor de recarga directa al sistema
subterráneo.
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